Contesto e sfide

Una delle sfide principali delle batterie è la loro incapacità di comunicare direttamente con gli utenti. Non è possibile accertare lo stato di carica (SoC) o lo stato di salute (SoH) della batteria dai suoi attributi fisici, come peso, colore o dimensioni. Esistono diversi tipi di batterie "intelligenti" sul mercato, con vari gradi di complessità e costo. Le batterie intelligenti più basilari possono includere solo un chip che configura il caricabatterie per l'algoritmo di carica appropriato.

Cosa costituisce, quindi, una batteria che può essere definita "intelligente"? Non esiste un consenso tra organizzazioni e produttori sulla definizione di "batteria intelligente". Secondo il forum SBS, una batteria intelligente deve essere in grado di fornire letture SoC. Oggi, i produttori offrono una gamma di chip, tra cui sistemi a filo singolo, soluzioni a due fili e opzioni System Management Bus (SMBus).

Il sistema a filo singolo facilita la comunicazione dei dati tramite un singolo filo, in combinazione con i terminali positivo e negativo della batteria. Inoltre, il singolo filo dati trasporta informazioni di clock. Per garantire la sicurezza, molti produttori includono un filo aggiuntivo per il rilevamento della temperatura. Il sistema memorizza il codice della batteria e tiene traccia degli indicatori di prestazioni chiave come temperatura, tensione, corrente e stato di carica (SoC). Il sistema a filo singolo è ampiamente adottato nelle radio bidirezionali di fascia alta, nelle videocamere e nei dispositivi portatili grazie al suo basso costo. Tuttavia, questi sistemi spesso non hanno un fattore di forma standardizzato e non supportano misurazioni uniformi dello stato di salute (SoH), il che presenta delle sfide per la compatibilità universale del caricabatterie.

SMBus è il sistema di comunicazione più completo attualmente disponibile sul mercato. È il risultato di uno sforzo concertato da parte dell'industria elettronica per stabilire un protocollo e un set di dati unificati. Duracell/Intel SBS, standardizzato nel 1993, presenta un'interfaccia a due fili con linee distinte per i dati e i segnali di clock. Questo sistema consente la misurazione standardizzata dello stato di carica (SoC) e dello stato di salute (SoH). L'obiettivo principale della batteria SMBus è trasferire il controllo della carica dal caricabatterie alla batteria stessa. In una vera configurazione SMBus, la batteria funge da dispositivo master, mentre il caricabatterie funziona come slave che deve aderire ai comandi della batteria.

La batteria "intelligente" presenta diversi svantaggi notevoli, in particolare in termini di costo. Una batteria SMBus in genere costa circa il 25% in più rispetto al suo equivalente "stupido". Inoltre, l'inclusione di una batteria intelligente aggiunge complessità al design del caricabatterie, poiché la maggior parte dei caricabatterie per batterie intelligenti sono ibridi e possono anche ospitare batterie non intelligenti. Un altro potenziale problema con la batteria SMBus è la possibilità di non conformità. Contrariamente agli standard più rigorosamente regolamentati, il protocollo SMBus consente alcune varianti, che possono comportare problemi di compatibilità con i caricabatterie esistenti. È quindi essenziale verificare la compatibilità di una batteria SMBus prima dell'uso.

Soluzione

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